Neuer Ansatz soll Tierversuche deutlich reduzieren

Forschungsprojekt: Künstlicher Darm soll Tierversuche eingrenzen

In der medizinischen Forschung aber auch beispielsweise für die Erprobung von Kosmetika wird seit Jahrzehnten auf Tierversuche gesetzt. Manche Fachleute meinen, solche Versuche seien unverzichtbar, andere wiederum sagen, sie seien völlig unnötig. Ein neues Forschungsprojekt soll nun dazu beitragen, Tierversuche zumindest zu reduzieren.

Tierversuche bilden bis heute eine der Schattenseiten moderner medizinischer Forschung. Millionenfach wird Tieren weltweit zu Versuchszwecken schweres Leid zugefügt. Forschende suchen daher nach Alternativen zu den Tierversuchen. Helfen könnte ein neuer Ansatz, den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Hochschule Kaiserslautern verfolgen.

Tierversuche werden auch aus wissenschaftlichen Gründen abgelehnt

Tierversuche stehen seit langem in der Kritik – vor allem, weil unzählige Tiere darin Leid in hohem Ausmaß ausgesetzt sind. Auch immer mehr Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler lehnen Experimente an lebenden Tieren nicht nur aus ethischen, sondern auch aus wissenschaftlichen Gründen ab.

So schreiben etwa die Ärzte gegen Tierversuche auf ihrer Webseite, dass Tierversuche nicht geeignet sind, die Wirkung und Gefährlichkeit von Stoffen für den Menschen zu beurteilen.

Doch für viele Forschende gelten Tierversuche noch immer oft für unverzichtbar, wenn es um medizinische Forschung geht.

Wenn es nun aber gelingen würde, funktionsfähige Organe im Labor zu züchten, könnte man Tests an Lebewesen deutlich reduzieren oder sogar komplett darauf verzichten.

Laut einer Mitteilung verfolgt diesen Ansatz das Projekt „Tissue Engineering von Geweben in komplexen Hydrogelen mittels dreidimensionaler elektrischer und magnetischer Stimulation“ der Hochschule Kaiserslautern.

Organähnliche Strukturen aus dem 3D-Drucker

Wie die Hochschule erklärt, ist das Tissue Engineering (Gewebekonstruktion oder Gewebezüchtung) von voll funktionsfähigen komplexen Geweben und Organen eine Herausforderung der Regenerativen Medizin.

Mit 3D-Drucktechniken ist es bereits jetzt möglich Strukturen zu generieren, die zumindest morphologisch denen von Organen ähneln. Schon heute können Zellen und Biomaterialien kombiniert und Schicht für Schicht gedruckt werden, um biomedizinische Teile herzustellen, welche die gleichen Eigenschaften wie natürliches Gewebe haben. Allerdings setzt der Druckprozess die Zellen einem enormen Stress aus, viele überleben die Prozedur nicht.

„In unserem Projekt wird ein zellschonenderer Ansatz verfolgt, mit dem das Zellwachstum unter Einwirkung von magnetischen und elektrischen Feldern gezielt beeinflusst wird“, erklärt Prof. Monika Saumer vom Standort Zweibrücken der Hochschule Kaiserslautern, die zusammen mit insgesamt neun Arbeitsgruppen an dem stark interdisziplinär angelegten Projekt beteiligt ist.

Die Forschenden werden ein mikro-elektro-mechanisches System (MEMS) entwickeln, in dem durch die Kombination von Mikro- und Nanobauteilen komplexe dreidimensionale Gleich- und Wechselfelder in unterschiedlichen Stärken generiert werden und auf die Zellen einwirken können.

Künstliches Darmgewebe für Medikamententests

„Wir bringen ein Hydrogel, ein gelatineähnliches Produkt, mit lebenden Zellen in einen Container ein. Die elektrischen und magnetischen Felder, die wir für die Wachstumssteuerung der Zellen verwenden, kommen auch in der Natur vor. Unser Ziel ist es, dass die eingesetzten Nerven- und Muskelzellen, beziehungsweise deren Vorläuferzellen, histologisch korrekt orientiert und zu einer funktionsfähigen Gewebeeinheit zusammenwachsen“, so Prof. Saumer.

„Aus der Literatur und eigenen Arbeiten kennen wir die Größenordnungen von elektrischen und magnetischen Feldern, die eine Auswirkung auf das Zellwachstum haben. Nun müssen wir noch die ideale Kombination von Signalstärke und Frequenz herausfinden.“

Den Angaben zufolge soll am Ende ein funktionsfähiges Stück Darm entstehen. Das Darmgewebe könne dann für Medikamententests oder für die Erforschung der Wirkungen von Nährstoffen benutzt werden. Tierversuche werden somit reduziert oder möglicherweise sogar unnötig.

„Wir können vielleicht in fünf Jahren soweit sein, dass erste Medikamententests möglich werden“, sagt Prof. Saumer. Schon jetzt sind am Projekt zwei Firmen aus dem Pharma-Sektor beteiligt. Ein Einsatz des Darms als Ersatzgewebe eines erkrankten oder fehlenden Darmabschnitts beim Menschen sei auf längere Sicht ebenfalls möglich, so Saumer. (ad)